煤矿开采学课件绪论、第一章：煤矿开采基本概念.ppt

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1、煤矿开采学煤矿开采学 主编：徐永忻主编：徐永忻 主讲：林世豪绪绪 论论煤炭的地位煤炭的地位n新中国成立近新中国成立近60年来，煤炭在我国一次能源消年来，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重一直占费结构中的比重一直占70%左右。左右。2008年国年国内煤炭消费内煤炭消费27.4亿亿t左右，占国内能源消费量左右，占国内能源消费量的的70%。截至。截至2006年底，我国已探明的煤炭年底，我国已探明的煤炭储量约为储量约为1145亿亿t，煤炭储量居世界第三位，煤炭储量居世界第三位，我国煤层赋存条件多种多样，开采条件各具不我国煤层赋存条件多种多样，开采条件各具不同。我国开采利用煤炭已有几千年的历史，是同。我

2、国开采利用煤炭已有几千年的历史，是世界上开采和利用煤炭最早的国家之一。世界上开采和利用煤炭最早的国家之一。主讲：林世豪特别是改革开放特别是改革开放30年来，煤炭工业发展取得了更年来，煤炭工业发展取得了更为显著的成果，截至为显著的成果，截至2008年年9月，全国月，全国120万吨万吨以上的生产矿井以上的生产矿井315座，产量座，产量8.64亿吨，其中超亿吨，其中超千万吨的大型现代化矿井千万吨的大型现代化矿井15座；到座；到2010年，采年，采煤机械化水平达到煤机械化水平达到80%以上，新建和改扩建一以上，新建和改扩建一批大中型高产高效安全现代化矿井，全国建成十批大中型高产高效安全现代化矿井，全国

3、建成十三个大型煤炭生产基地，大型矿井全部达到三个大型煤炭生产基地，大型矿井全部达到“双双高高”（即高产高效矿井）水平，中型矿井（即高产高效矿井）水平，中型矿井80%达到达到“双高双高”标准。标准。主讲：林世豪采煤方法变迁采煤方法变迁n我国煤层赋存条件多种多样，决定了我我国煤层赋存条件多种多样，决定了我国采煤方法必然是多样化的。据不完全国采煤方法必然是多样化的。据不完全统计，我国目前的采煤方法有统计，我国目前的采煤方法有50多种，多种，是世界上采煤方法最多的国家之一。是世界上采煤方法最多的国家之一。n新中国成立初期，绝大多数煤矿设备设新中国成立初期，绝大多数煤矿设备设施极其简陋，采煤方法多采用无

4、支护的施极其简陋，采煤方法多采用无支护的穿硐式和高落式。穿硐式和高落式。主讲：林世豪n在三年经济恢复时期（在三年经济恢复时期（19491952年）推行年）推行以壁式体系为主的采煤方法以壁式体系为主的采煤方法。n1952年，国有煤矿采用了以长壁式为主的正年，国有煤矿采用了以长壁式为主的正规采煤方法，其煤炭产量比重已由规采煤方法，其煤炭产量比重已由1949年的年的12.51%迅速增长到迅速增长到72.4%。n第一个五年计划期间（第一个五年计划期间（19531957年），继年），继续开展采煤方法改革续开展采煤方法改革，1953年，全国采煤机年，全国采煤机械化程度达到械化程度达到12.75%，以长壁式

5、为主的正规，以长壁式为主的正规采煤方法所占的产量比重已经达到采煤方法所占的产量比重已经达到92.27%，并创造性地发展了一批适合我国国情的采煤方并创造性地发展了一批适合我国国情的采煤方法。法。主讲：林世豪n1964年，我国首次在鸡西矿务局小恒山煤矿年，我国首次在鸡西矿务局小恒山煤矿成功地使用了浅截深采煤机成功地使用了浅截深采煤机。n1974年开始采用综合机械化采煤技术年开始采用综合机械化采煤技术。n在在“五五五五”计划期间（计划期间（19761980年），在年），在大力推广走向长壁采煤法机械化采煤的同时，大力推广走向长壁采煤法机械化采煤的同时，因地制宜地积极推广倾斜长壁采煤法、柔性掩因地制宜地

6、积极推广倾斜长壁采煤法、柔性掩护支架采煤法、对拉工作面采煤法、无煤柱护护支架采煤法、对拉工作面采煤法、无煤柱护巷采煤法和水力采煤法等。巷采煤法和水力采煤法等。n20世纪世纪80年代以来，年代以来，3.55.5 m厚煤层大采厚煤层大采高一次采全厚采煤法，高一次采全厚采煤法，5 m以上厚煤层综合机以上厚煤层综合机械化放顶煤采煤法等进一步得到改进和完善，械化放顶煤采煤法等进一步得到改进和完善，趋于成熟趋于成熟。主讲：林世豪课程的结构课程的结构n煤矿开采学是学习和掌握煤矿开采技术煤矿开采学是学习和掌握煤矿开采技术的综合性技术课程。其基本内容是：理的综合性技术课程。其基本内容是：理论结合实际地阐述不同煤

7、层赋存条件下论结合实际地阐述不同煤层赋存条件下的井田开拓部署、采区巷道方案设计、的井田开拓部署、采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单项工程施工设计采煤工艺设计、采区单项工程施工设计和采煤工作面生产技术管理等实践能力和采煤工作面生产技术管理等实践能力和专业理论知识。和专业理论知识。主讲：林世豪n井田开拓是整个矿井开采的全局性部署，是建立矿井田开拓是整个矿井开采的全局性部署，是建立矿井安全生产所必需的生产系统的前提和保障。井安全生产所必需的生产系统的前提和保障。n采区巷道方案设计是矿井开采设计的重要组成部分采区巷道方案设计是矿井开采设计的重要组成部分。n采煤工艺设计是煤矿生产的核心技术。采煤工艺

8、设计是煤矿生产的核心技术。n采煤工作面生产技术管理是实现高产高效安全生产采煤工作面生产技术管理是实现高产高效安全生产矿井的关键。矿井的关键。n采区单项工程施工设计是井下巷道、硐室及轨道线采区单项工程施工设计是井下巷道、硐室及轨道线路设计和组织施工的基础，。路设计和组织施工的基础，。主讲：林世豪煤矿开采的基本概念煤矿开采的基本概念第一章第一章第一节第一节 煤田开发的概念煤田开发的概念一、一、煤田、矿区和井田煤田、矿区和井田1.1.煤田煤田 在在地地质质历历史史发发展展的的过过程程中中，含含碳碳物物质质沉沉积积形形成成的的基基本连续的大面积含煤地带称为煤田。本连续的大面积含煤地带称为煤田。2.2.

9、矿区和矿区开发矿区和矿区开发 开发煤田形成的社会区域，成为矿区。开发煤田形成的社会区域，成为矿区。矿矿区区根根据据储储量量、赋赋存存条条件件、煤煤炭炭市市场场需需求求量量和和投投资资环环境境等等情情况况，确确定定矿矿区区规规模模、划划分分井井田田，规规划划井井田田开开采采方方式式，规规划划矿矿井井或或露露天天矿矿建建顺顺序序，确确定定矿矿区区附附属属企企业业的的类类别别、数数目目和和生生产产规规模模，建建设设过过程程等等，总总称称为为矿矿区开发。区开发。3.井田井田 在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。在矿区内，划归给一个矿井开采的那一部分煤田。主讲：林世豪铜川矿区的井田划分铜川矿区的

10、井田划分主讲：林世豪二、矿井生产能力和井型二、矿井生产能力和井型n矿井生产能力亦称井型，是指矿井设计生产能力，以矿井生产能力亦称井型，是指矿井设计生产能力，以万万t/a表示。表示。n核定后的矿井生产能力，称为矿井核定生产能力。核定后的矿井生产能力，称为矿井核定生产能力。n矿井年产量是矿井每年生产出来的煤炭数量以万矿井年产量是矿井每年生产出来的煤炭数量以万t/a表表示。示。n大型矿井大型矿井：1.2Mt/a、1.5Mt/a、1.8Mt/a、2.4Mt/a、3.0Mt/a、4.0Mt/a、5.0Mt/a及及5.0Mt/a以上的矿井，其中以上的矿井，其中3.0Mt/a及其以上的矿井及其以上的矿井又称

11、为特大型矿井；又称为特大型矿井；n中型矿井中型矿井：45万万t/a、60万万t/a、90万万t/a的矿井；的矿井；n小型矿井小型矿井：9万万t/a、15万万t/a、21万万t/a、30万万t/a矿井。矿井。主讲：林世豪 第二节矿山井巷名称和井田内划分第二节矿山井巷名称和井田内划分一、矿山井巷一、矿山井巷n为为了了进进行行矿矿井井开开采采，在在地地下下开开掘掘的的井井筒筒、巷巷道和硐室的总称。道和硐室的总称。（一）按空间位置和形状可分为：（一）按空间位置和形状可分为：1.1.垂直巷道立井、暗立井、溜井垂直巷道立井、暗立井、溜井 2 2倾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下山倾斜巷道斜井、暗斜井、上山、下

12、山 3 3水平巷道平硐、石门、煤门、平巷水平巷道平硐、石门、煤门、平巷主讲：林世豪矿井巷道示意图矿井巷道示意图9上山，10下山，11风井，12岩石平巷，13煤层平巷1立井，2斜井，3平硐，4暗立井，5溜井，6石门主讲：林世豪（二）按服务范围及其用途可分为：（二）按服务范围及其用途可分为：1.1.开开拓拓巷巷道道：为为全全矿矿井井或或一一个个开开采采水水平平服服务的巷道。务的巷道。2.2.准准备备巷巷道道：为为采采区区、一一个个以以上上区区段段、分段服务的运输、通风巷道。分段服务的运输、通风巷道。3.3.回采巷道回采巷道：形成采煤工作面及为其服：形成采煤工作面及为其服务的巷道。务的巷道。主讲：林

13、世豪二、井田内划分二、井田内划分（一）、井田划分为阶段和水平（一）、井田划分为阶段和水平 在在井井田田范范围围内内，沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向，按按一一定定标标高高把把煤煤层层划划分分为为若若干干个个平平行行于于走走向向的的长长条条部部分分，每每个个长长条条部部分分具具有有独独立立的的生产系统，称之为一个生产系统，称之为一个阶段阶段。通通常常将将设设有有井井底底车车场场、阶阶段段运运输输大大巷巷并并且且担担负负全全阶阶段段运运输输任任务的水平，称务的水平，称“开采水平开采水平”简称简称“水平水平”。阶段与水平联系和区别：阶段与水平联系和区别：阶段阶段井田一部分，强调开采范围和储量井田一部分，

14、强调开采范围和储量 水平水平强调巷道布置强调巷道布置 二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源二者联系是用水平上的巷道开采阶段内的煤炭资源主讲：林世豪主讲：林世豪（二）、阶段内再划分（二）、阶段内再划分1 1、采区式划分、采区式划分n在在阶阶段段范范围围内内，沿沿走走向向把把阶阶段段划划分分为为若若干干个个具具有有独独立立生生产产系系统统的的块块段段，每每一一块块段段称称为为采采区区。如如下下图图，井井田田沿沿倾倾向向划划分分为为3 3个个阶阶段段，每每个个阶阶段段又沿走向划分为又沿走向划分为4 4个采区。个采区。n在在采采区区范范围围内内，沿沿煤煤层层倾倾斜斜方方向向将将采采区区划划分分

15、为为若若干个长条部分，每一块长条部分称为干个长条部分，每一块长条部分称为区段区段。主讲：林世豪阶段划分为采区阶段划分为采区主讲：林世豪n采区划分为区段采区划分为区段主讲：林世豪2 2、分段式划分、分段式划分 在阶段范围内沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于在阶段范围内沿倾斜方向将煤层划分为若干平行于走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿倾斜走向的长条带，每个长条带称为分段，每个分段沿倾斜布置一个采煤工作面。布置一个采煤工作面。主讲：林世豪3、带区式划分、带区式划分 在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，在阶段内沿煤层走向划分为若干个具有独立生产系统的带区，带区内又划分成为若干

16、个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。带区内又划分成为若干个倾斜分带，每个分带布置一个采煤工作面。分带内采煤工作面沿煤层倾斜推进。分带内采煤工作面沿煤层倾斜推进。主讲：林世豪（三）井田直接划分为盘区或带区（三）井田直接划分为盘区或带区n近近水水平平煤煤层层，井井田田沿沿倾倾斜斜方方向向高高差差很很小小。通通常常沿沿煤煤层层延延展展方方向向布布置置大大巷巷，在在大大巷巷两两侧侧划划分分为为具具有有独独立立生生产产系统的块段，这样的块段称为盘区或带区。系统的块段，这样的块段称为盘区或带区。n盘盘区区内内巷巷道道布布置置及及生生产产系系统统与与采采区区基基本本相相同同；带带区区则则与阶段内带区布置

17、基本相同。与阶段内带区布置基本相同。n采采区区、盘盘区区、带带区区的的开开采采顺顺序序一一般般采采用用前前进进式式，先先开开采采井井田田中中央央井井筒筒附附近近的的采采区区或或盘盘区区、带带区区，以以有有利利于于减少初期工程量及初期投资，使矿井尽快投产。减少初期工程量及初期投资，使矿井尽快投产。主讲：林世豪第三节矿井生产的基本概念第三节矿井生产的基本概念一、矿井生产系统一、矿井生产系统n在在煤煤矿矿生生产产过过程程中中的的提提升升、运运输输、通通风风、排排水水、人人员员安安全全进进出出、材材料料设设备备运运送送及及上上下下井井、矸矸石石出出运运、供供电电、供供气气、供供水水等等巷巷道道线线路路

18、及及其设施，是矿井安全生产的前提和保证。其设施，是矿井安全生产的前提和保证。主讲：林世豪井下生产系统示意图井下生产系统示意图主讲：林世豪井下生产系统示意图注释井下生产系统示意图注释n1主井；主井；2副井，副井，3井底车场；井底车场；4主要运输石门；主要运输石门；5阶段运输大巷；阶段运输大巷；6回风井；回风井；7回风石门；回风石门；8回风大巷；回风大巷；9采区运输石门；采区运输石门；10采区下部车场底采区下部车场底板绕道；板绕道；11采区下部车场；采区下部车场；12采区煤仓；采区煤仓；13行人进风巷；行人进风巷；14运输上山；运输上山；15轨道上山；轨道上山；16上山绞车房；上山绞车房；17采区

19、回风石门；采区回风石门；18采区上部车场；采区上部车场；19采区中部车场；采区中部车场；20区段运输平巷；区段运输平巷；21下区下区段回风平巷；段回风平巷；22联络巷；联络巷；23区段回风平巷；区段回风平巷；24开切眼；开切眼；25采煤工作面采煤工作面主讲：林世豪1、运煤系统：、运煤系统：25201412105431 2、通风系统：新鲜风流从地面、通风系统：新鲜风流从地面123451115192025；污风；污风2317876排排入大气。入大气。3、运料排矸系统：、运料排矸系统：2345911152325 4、排水系统：采掘工作面涌水，由区段运输平巷、采、排水系统：采掘工作面涌水，由区段运输平

20、巷、采区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运输石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中输石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。央水泵房排到地面。5、动力供应系统：包括井下电力供应系统和压缩空气、动力供应系统：包括井下电力供应系统和压缩空气供应系统。供应系统。井下生产系统（见井下生产系统示意图井下生产系统（见井下生产系统示意图主讲：林世豪 地面生产系统地面生产系统 1.1.地面生产系统类型地面生产系统类型 （1 1）无加工设备的地面生产系统）无加工设备的地面生产系统 （2 2）设有选矸设备的地面生产系统）设有选矸设

21、备的地面生产系统 （3 3）设有筛分厂的地面生产系统）设有筛分厂的地面生产系统 （4 4）设有洗选厂的地面生产系统）设有洗选厂的地面生产系统 2.2.地面排矸系统地面排矸系统 3.3.地面管线系统地面管线系统二、矿井开拓、采区准备和工作面准备二、矿井开拓、采区准备和工作面准备 开开拓拓巷巷道道：10-3010-30年年；准准备备巷巷道道：3-53-5年年；回回采采 巷道：年。巷道：年。主讲：林世豪1.1.解释煤田和井田的概念。解释煤田和井田的概念。2.2.说明下列井巷名称：说明下列井巷名称：（1 1）立井、暗立井）立井、暗立井 （2 2）斜井、暗斜井）斜井、暗斜井 （3 3）平硐、岩石平巷、岩门）平硐、岩石平巷、岩门 （4 4）采区上山、采区下山）采区上山、采区下山3.3.阶阶段段内内再再划划分分有有那那几几种种方方式式，各各适适用用于于何何种种条条件？件？作业：作业：主讲：林世豪